CN105899895B - 制冰器及其控制方法 - Google Patents

制冰器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105899895B
CN105899895B CN201580003957.4A CN201580003957A CN105899895B CN 105899895 B CN105899895 B CN 105899895B CN 201580003957 A CN201580003957 A CN 201580003957A CN 105899895 B CN105899895 B CN 105899895B
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
refrigerant
ice
ice maker
variable speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580003957.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105899895A (zh
Inventor
K·克纳特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
True Manufacturing Co Inc
Original Assignee
True Manufacturing Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by True Manufacturing Co Inc filed Critical True Manufacturing Co Inc
Publication of CN105899895A publication Critical patent/CN105899895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105899895B publication Critical patent/CN105899895B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00—Producing ice
    • F25C1/12—Producing ice by freezing water on cooled surfaces, e.g. to form slabs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00—Producing ice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0403—Refrigeration circuit bypassing means for the condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/11—Fan speed control
    • F25B2600/111—Fan speed control of condenser fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/13—Pump speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2501—Bypass valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2513—Expansion valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19—Pressures
    • F25B2700/193—Pressures of the compressor
    • F25B2700/1933—Suction pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21151—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2600/00—Control issues
    • F25C2600/04—Control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25C2700/04—Level of water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25C2700/14—Temperature of water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Production, Working, Storing, Or Distribution Of Ice (AREA)

Abstract

一种用于在冷却循环期间形成冰的制冰器，所述制冰器具有变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通。所述制冰器还包括热耦接到所述蒸发器的冷冻板、水泵、用于识别所述冷却循环的状态的感测装置，以及适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来控制所述变速压缩机的速度的控制器。所述制冰器还可包括变速冷凝器风扇，其可基于所述冷却循环的所述所识别状态来由所述控制器控制。另外，所述水泵可为变速水泵，其可基于所述冷却循环的所述所识别状态来由所述控制器控制。

Description

制冰器及其控制方法
相关申请案
本申请要求于2014年1月8日提交的美国临时专利申请号61/924,907的优先权，其内容以引用的方式全部并入本文。
技术领域
本发明大体上涉及自动制冰机，且更具体地说涉及包括可变操作点组件的制冰机，所述可变操作点组件包括变速水泵和具有变速压缩机与变速冷凝器风扇的制冷系统。
背景技术
采用包括晶格类型的立方体模具且具有重力水流和冰收获的冷冻板的制冰机或制冰器是众所周知且得到广泛使用的。此类机器已得到广泛认可，且对于例如餐馆、酒吧、汽车旅馆和对新鲜冰块具有较高且持续需求的各种饮料零售店等商业设施是特别需要的。
在这些制冰器中，在冷冻板的顶部供应水，所述冷冻板在弯曲的路径中引导所述水朝向水泵。所供应的水的一部分在冷冻板上聚集，冷冻成冰，且通过合适的装置被识别为足够冰冻，因此将所述冷冻板除霜而使得冰稍微融化且从此流出到箱柜中。通常，可根据这些制冰机制造的冰的类型来将所述制冰机分类。一个这样的类型是网格式制冰器，所述网格式制冰器一般制造方形冰块，所述冰块形成在冷冻板的个别网格内，且接着在冰的厚度增加超过冷冻板的厚度时形成连续的冰块片。在取冰之后，所述冰块片将在掉入箱柜中时断成个别的冰块。另一类型的制冰器是个别制冰块器，所述制冰块器一般制造方形冰块，所述冰块形成在冷冻板的个别网格内且不会形成为连续的冰块片。因此，在取冰后，个别冰块从冷冻板掉落且掉入箱柜中。控制器控制制冰器的操作以确保冰的恒定供应。
典型制冰器的冷却循环包括两个子循环，显冷循环和潜冷循环。在显冷循环期间，所供应的水在冷冻板上持续地再循环，且返回到水泵从而冷却所述所供应的水。一旦所供应的水达到冰点，所供应的水开始在冷冻板中冻结，潜冷循环开始，且当冰形成在冷冻板上时从冷冻板流下回到水泵的水的量稍微减小。
传统上，用于在制冰器中使用的制冷系统的主要组件包括连续流动通过压缩机、冷凝器、热膨胀阀和蒸发器的制冷剂。蒸发器热耦接到冷冻板以便将所供应的水冷冻成冰。然而，在显冷循环期间在任何给定点处的制冷负荷由水温驱动，且在潜冷循环期间在任何给定点处的制冷负荷主要由冷冻板上冰层的厚度驱动。随着在显冷循环期间水温降低且随着冷冻板上冰的厚度通过潜冷循环而增加，制冰器上对应的制冷负荷通过冷却循环而降低。
发明内容
简要地说，因此，本发明的一个方面涉及用于在冷却循环期间形成冰的制冰器，所述制冰器包括变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通。制冷剂流经所述一个或多个制冷剂线路。所述制冰器还包括热耦接到所述蒸发器的冷冻板、用于将水供应到冷冻板的水泵，以及适合于在冷却循环期间控制所述变速压缩机的速度的控制器。
本发明的另一方面涉及用于在冷却循环期间形成冰的制冰器，所述制冰器包括变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通。制冷剂流经所述一个或多个制冷剂线路。所述制冰器还包括热耦接到所述蒸发器的冷冻板、用于将水供应到冷冻板的水泵以及适合于在显冷循环期间以第一速度，在潜冷循环期间以第二速度，且在取冰循环期间以第三速度操作所述变速压缩机的控制器。
本发明的另一方面涉及用于在冷却循环期间形成冰的制冰器，所述制冰器包括变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通。制冷剂流经所述一个或多个制冷剂线路。所述制冰器还包括热耦接到所述蒸发器的冷冻板、用于将水供应到冷冻板的水泵、适合于识别所述冷却循环的状态的感测装置，以及适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来控制所述变速压缩机的速度的控制器。
本发明的又一方面涉及还包括变速冷凝器风扇的制冰器。所述控制器适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来进一步控制所述变速冷凝器风扇的速度。
本发明的又一方面涉及一种制冰器，其中所述水泵是变速水泵，且其中所述控制器还适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来控制所述变速水泵的速度。
本发明的又一方面涉及一种制冰器，其具有用于使用能够在液体状态与气态状态之间转变的制冷剂来形成冰的制冷系统，所述制冰器包括变速压缩机、冷凝器、热膨胀装置和蒸发器。所述制冰器还包括热耦接到所述蒸发器的冷冻板、水泵、用于识别所述冷却循环的状态的感测装置，以及适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来控制所述变速压缩机的速度的控制器。
本发明的又一方面涉及一种控制用于在冷却循环期间形成冰的制冰器的方法。所述制冰器包括变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通。制冷剂流经所述一个或多个制冷剂线路。所述制冰器还包括热耦接到所述蒸发器的冷冻板、用于将水供应到冷冻板的水泵、适合于识别所述冷却循环的状态的感测装置，以及适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来控制所述变速压缩机的速度的控制器。所述方法包括：识别制冰器中的冷却循环的状态；基于所述冷却循环的所述所识别状态来计算变速压缩机的期望压缩机速度；以及将所述变速压缩机的速度改变为所述期望压缩机速度，由此改变制冷剂的质量流动速率。
本发明的又一方面涉及一种控制制冰器的方法，所述制冰器具有用于使用能够在液体状态与气态状态之间转变的制冷剂来形成冰的制冷系统，所述制冰器包括变速压缩机、冷凝器、热膨胀装置、蒸发器、热耦接到所述蒸发器的冷冻板、水泵、用于识别所述冷却循环的状态的感测装置，以及适合于基于所述冷却循环的所述所识别状态来控制所述变速压缩机的速度的控制器。所述方法包括：识别制冰器中的冷却循环的状态；基于所述冷却循环的所述所识别状态来计算变速压缩机的期望压缩机速度；以及将所述变速压缩机的速度改变为所述期望压缩机速度，由此改变制冷剂的质量流动速率。
附图说明
本发明的这些和其它特征、方面和优点将从以下详细描述、随附权利要求书和附图而变得更加完全显而易见，其中附图示出根据本发明的例示性实施方案的特征，且其中：
图1是根据本发明的一个实施方案的具有可变操作点组件和控制器的制冰器的示意图，所述控制器具有用于识别冷却循环的状态且控制可变操作点组件的操作点的压力传感器；
图2是用于控制制冰器的可变操作点组件的控制器的示意图；
图3是根据本发明的一个实施方案的集水坑的剖视图，所述集水坑具有允许测量集水坑中的水压的配件；
图4是根据本发明的一个实施方案的描述具有制冷系统的制冰器的操作的流程图，所述制冷系统包括由控制器控制的可变操作点组件；
图5是根据本发明的一个实施方案的制冰器的示意图，所述制冰器具有可变操作点组件、控制器和制冷剂到制冷剂热交换器，所述控制器具有用于识别冷却循环的状态且控制可变操作点组件的操作点的压力传感器；以及
图6是根据本发明的一个实施方案的具有制冷系统的制冰器的示意图，所述制冷系统包括可变操作点组件、控制器和用于识别冷却循环的状态的额外传感器，所述控制器具有用于识别冷却循环的状态且控制可变操作点组件的操作点的压力传感器；
图7是根据本发明的一个实施方案的具有可变操作点组件和控制器的制冰器的示意图，所述控制器具有用于识别冷却循环的状态且控制可变操作点组件的操作点的温度传感器和压力传感器；
图8是根据本发明的一个实施方案的描述具有制冷系统的制冰器的操作的流程图，所述制冷系统包括由控制器控制的可变操作点组件；
图9是根据本发明的一个实施方案的制冰器的示意图，所述制冰器具有可变操作点组件、控制器、用于测量进入蒸发器的制冷剂的入口温度的第一温度传感器和用于测量退出蒸发器的制冷剂的出口温度第二温度传感器，其中所述控制器适合于响应于所测量的入口温度和出口温度来控制可变操作点组件的操作点；
图10是根据本发明的一个实施方案的描述具有制冷系统的制冰器的操作的流程图，所述制冷系统包括由控制器控制的可变操作点组件；
图11是根据本发明的一个实施方案的具有可变操作点组件和控制器的制冰器的示意图，所述控制器具有用于测量吸入管线中的制冷剂的温度的温度传感器、用于测量吸入管线中的制冷剂的压力的压力换能器，和用于识别冷却循环的状态且控制可变操作点组件的操作点的压力传感器；以及
图12是根据本发明的一个实施方案的具有可变操作点组件和控制器的制冰器的示意图，所述控制器具有用于测量吸入管线中的制冷剂的温度的温度传感器、用于测量吸入管线中的制冷剂的压力的压力换能器、用于测量水温的温度传感器，和用于识别冷却循环的状态且控制可变操作点组件的操作点的压力传感器；
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施方案之前，应理解本发明并不限于其对以下描述中阐明或以下附图中示出的构造的细节和组件的布置的应用。本发明具有其它实施方案且能够以各种方式被实践或进行。而且，应理解本文使用的措辞和术语是用于描述的目的，且不应被认为是限制性的。本文中“包含(including)”、“包括(comprising)”或“具有(having)”及其变体的使用意图包括其后列出的项目及其等效物以及额外的项目。说明书和权利要求书中使用的表示测量值等等的所有数字应被理解为在所有实例中通过术语“关于(about)”来修改。还应指出本文对前和后、右边和左边、顶部和底部以及上部和下部的任何参考都是既定为了描述方便，并未将本文所公开的发明或其组件限于任何一个定位或空间定向。
用于在潜冷期间变化的可变操作组件
常规制冰器的制冷系统通常经设定大小用于最大的冷却能力。然而，贯穿显冷循环的制冷负荷的变化小于贯穿潜冷循环的制冷负荷的变化。因此，对于多数冷却循环，压缩机和相关组件对于系统而言极其过大，从而导致降低的操作效率且高于必要的压力差。
因此，描述包括可变操作点组件的改进制冰器，所述可变操作点组件在各种实施方案中包括变速水泵、变速压缩机、变速冷凝器风扇和恒温或电子热膨胀阀的组合，其中可变操作点组件可基于冷却循环的状态来被控制，从而提供增加的效率。例如，在各种实施方案中，可变操作点组件在显冷循环期间在实质上一个操作点处操作，而在潜冷循环期间在制冷负荷降低时在可变操作点处操作。例如，在其它实施方案中，可变操作点组件在显冷循环期间和潜冷循环期间在可变操作点处操作。例如，在其它实施方案中，变速压缩机可在显冷循环、潜冷循环和/或取冰循环期间以可变的速度操作。通过操作所述可变操作点组件在显冷循环、潜冷循环和取冰循环中的一个或多者期间在可变操作点处操作，相比于单个操作点组件可实现更大的能量效率增益和节省。
图1示出包括可变操作点组件的制冰器10的一个实施方案的某些主要组件，其中可变操作点可包括可变速度。制冰器10包括变速压缩机12、用于使从变速压缩机12排出的压缩制冷剂蒸汽冷凝的冷凝器14、变速冷凝器风扇15、用于降低制冷剂的温度和压力的热膨胀装置18、和蒸发器20。热膨胀装置18可包括但不限于毛细管、恒温膨胀阀或电子膨胀阀。制冰器10还包括热耦接到蒸发器20的冷冻板60。冷冻板60可在其表面上含有大量的口袋(通常呈单元网格的形式)，在所述表面上流动的水可聚集在所述口袋中。当通过变速水泵62从集水坑64抽吸水经过水管线63且流出分配器歧管或管66时，所述水撞击冷冻板60，在冷冻板60的口袋上流动且冷冻成冰。集水坑64可定位在冷冻板60下方以捕捉从冷冻板60脱落的任何水，使得所述水可通过变速水泵62再循环。如本文所描述的冷冻板60可包括任何数目任何类型的模具，用于产生连续的冰块片、个别冰块和/或不同形状的冰块。此外，在不偏离本发明的范围的情况下，本发明的实施方案可适合于各种类型的制冰器(例如，网格式、个别冰块样式)，且可适合于未识别的其它类型的制冰器。
变速压缩机12、变速冷凝器风扇15和变速水泵62各自通过变速马达(未图示)驱动。变速压缩机12、变速冷凝器风扇15和变速水泵62中的每一个的变速马达优选是适合于在连续速度内的任何速度下运转的持续变速马达。此类变速马达可为电通信马达(“ECM”)。或者，变速压缩机12、变速冷凝器风扇15和变速水泵62中的每一个的变速马达可包括适合于在多个(例如，两个、三个、四个或四个以上)特定速度下操作的马达。
制冰器10还可包括放置在蒸发器20的出口处以控制热膨胀装置18的感温球26。在其它实施方案中，如果使用电子热膨胀阀118(参见图11、12)，那么可使用温度传感器25和压力换能器29来替代感温球(参见图11、12)，其中温度传感器25和压力换能器29可分别提供吸入管线28d中的制冷剂的温度读数和压力读数到控制器80。控制器80接着可基于温度和压力来控制热膨胀装置18的打开。热气阀24将温暖的制冷剂从变速压缩机12直接引导到蒸发器20，以在冰已达到期望厚度时从冷冻板60移除或收获冰块。制冰器10还可包括如此项技术中已知的取冰传感器开关(未图示)，用于感测冰何时已从冷冻板60掉落使得控制器80可停止取冰且恢复制冰。如在本文别处更充分地描述，某一形式的制冷剂通过管线28a、28b、28c、28d循环经过这些组件。制冰器10可具有本文未描述的其它常规组件，包括水供应、冰柜和电能来源。
制冰器10还可包括控制器80。控制器80优选远离蒸发器20和集水坑64而定位。如图2中示出，控制器80包括用于控制制冰器10的操作的处理器82。控制器80还可包括或耦接到压力传感器84，所述压力传感器84可用以通过使集水坑64中的水压与冷冻板60上的冰的厚度相关来识别在制冰器10的潜冷循环期间的冷却循环的状态。压力传感器84可为整体的硅压力传感器，所述整体的硅压力传感器可输出与集水坑64内的水的所施加压力成正比的信号到处理器82。通过使用来自压力传感器84的输出，处理器82可基于已转换成冰的水的量来确定冷却循环的状态。随着在潜冷循环期间的冷冻板中的冰的厚度增加，制冷负荷可降低，因此控制器80可关于制冷负荷基于冷却循环的状态来计算和设置制冰器10的可变操作点组件的操作点。因此，制冰器10的改进效率可通过使用变速压缩机12来实现，所述变速压缩机12可基于冷却循环的状态来改变液体制冷剂质量流动速率，例如液体制冷剂的质量流可在冷却循环内随着冷冻板60上冰的厚度增加而降低。使用压力传感器84还允许处理器82确定起始取冰循环以及控制填充和清洗功能的适当时间。在某些实施方案中，压力传感器84可为压力换能器，例如来自Texas、Austin的Freescale Semiconductor的零件号为MPXV5004的压力换能器。
现参看图2和图3，详细描述控制系统的空气配件90和气动管的实施方案。在某些实施方案中，压力传感器84可通过具有近端86a和远端86b的气动管86而连接到集水坑64。气动管86的近端86a连接到压力传感器84，且气动管86的远端86b连接到空气配件90并与其流体连通。空气配件90可定位在集水坑64中，且包括基底部分90a、第一部分90b、第二部分90c和顶部部分90d，所有部分都与集水坑64的近水底部72流体连通。空气配件90的基底部分90a、第一部分90b、第二部分90c和顶部部分90d界定其中可截留空气的腔室92。一个或多个开口98环绕基底部分90a的周边，从而允许集水坑64的近水底部72与空气配件90的腔室92中的空气流体连通。随着集水坑64中的水平面升高，集水坑64的近水底部72的压力通过空气配件90的一个或多个开口98而传达到腔室92中的空气。腔室92内部的气压增加，且此压力增加通过气动管86经由空气传达到压力传感器84。控制器80因此可确定集水坑64中的水平面。另外，随着集水坑64中的水平面降低，腔室92中的压力也降低。此压力降低通过气动管86经由空气传达到压力传感器84。控制器80因此可确定集水坑64中的水平面。
空气配件90的基底部分90a实质上可为圆形且可具有较大的直径，所述较大直径可有助于减小或消除腔室92内部的水的毛细作用。第一部分90b实质上可为圆锥形状，且因此在基底部分90a的较大直径到第二部分90c的较小直径之间转变。第二部分90c可从第一部分90b到顶部部分90d逐渐变细。接近顶部部分90d安置的可为气动管86的远端86b所连接的连接器94。连接器94可为此项技术中已知的任何类型的气动导管连接器，包括但不限于倒钩、奶嘴等。
通过将压力传感器84放在远处定位的控制器80中，压力传感器84并未定位在食品区中。归因于此类放置，压力传感器84可不会受到供应水可能遗留的矿物质或水垢的影响，因为压力传感器84并未接触水。另外，因为压力传感器84未与水接触，所以其可不会被水的电气特性影响，且因此可用以确定去离子供应水和具有重的矿物质含量的供应水的冰厚度。而且，在某些实施方案中，压力传感器84不具有移动零件，且因此可不会对其在制冰器10内的放置的不一致性或随着时间由于制冰器10老化的变化而敏感。在某些实施方案中，压力传感器84的位置和空气配件90的位置是不可调整的。因此，在各种实施方案中，可电子地测量、控制和调整冰厚度、填充到集水坑64中的水的量和每一循环所使用的水的量。在其它实施方案中，除了或代替压力传感器84，控制器80还可包括或耦接到用于测量集水坑64中的水平面的任何市售装置。
控制器80包括存储表示用以致使控制器80执行过程的指令的代码的处理器可读介质。控制器80可为例如市售微处理器、专用集成电路(ASIC)或ASIC组合，其经设计以实现一个或多个特定功能或实现一个或多个特定装置或应用。在另一实施方案中，控制器80可为模拟或数字电路或多个电路的组合。控制器80还可包括用于存储呈控制器80可检索的形式的数据的存储器组件。控制器80可存储数据到存储器组件中或从所述存储器组件检索数据。
再次参看图1和图2，控制器80还可包括用以借助于输入/输出(I/O)组件(未图示)来与控制器80外部的变速压缩机12、变速冷凝器风扇15和/或变速水泵62通信的组件。在其它实施方案中，例如，控制器80可包括其它输入/输出(I/O)组件以与水供应阀(未图示)、水清洗阀(未图示)、热气阀24和/或热膨胀装置18通信和/或控制水供应阀(未图示)、水清洗阀(未图示)、热气阀24和/或热膨胀装置18，其中所述热膨胀装置可为电子膨胀阀。在其它实施方案中，例如，控制器80可包括其它输入/输出(I/O)组件以与多种传感器和/或开关通信，包括但不限于压力换能器、温度传感器、声学传感器、取冰开关等。根据本发明的一个或多个实施方案，I/O组件可包括多种合适的通信接口。例如，I/O组件可包括有线连接，例如标准串行端口、通用的、通用串行总线(USB)端口、S视频端口、局域网(LAN)端口和小型计算机系统接口(SCSI)端口。另外，I/O组件可包括例如无线连接，例如红外线端口、光学端口、无线端口、无线LAN端口或类似者。
在一个实施方案中，控制器80可连接到网络(未图示)，所述网络可为任何形式的互连网络，包括内联网(例如局域网或广域网)或外联网(例如万维网或因特网)。网络可以物理方式实施在无线或有线网络上(在租用或专用线路上)，所述网络包括虚拟专用网(VPN)。
已描述了制冰器10的一个实施方案的个别组件中的每一个，现可描述此实施方案中所述组件交互和操作的方式。在制冰器10在冷却循环(包括显循环和潜循环两者)中的操作期间，变速压缩机12通过吸入管线28d从蒸发器20接收低压的实质上气态制冷剂，使所述制冷剂加压，且通过排出管线28b排出高压的实质上气态制冷剂到冷凝器14。在冷凝器14中，从制冷剂移除热，从而致使实质上气态制冷剂冷凝成实质上液体制冷剂。为了有助于从制冷剂移除热，变速冷凝器风扇15可经定位以在冷凝器14上吹气。
在一个实施方案中，在退出冷凝器14之后，通过液体管线28c将高压的实质上液体制冷剂投送到恒温或电子的热膨胀装置18，所述恒温或电子的热膨胀装置18降低所述实质上液体制冷剂的压力以用于引入到蒸发器20中。随着低压的膨胀制冷剂通过蒸发器20的导管，制冷剂从蒸发器20内所含的导管吸收热且随着制冷剂通过所述导管而蒸发。低压的实质上气态制冷剂通过吸入管线28d而从蒸发器20的出口排出，且被重新引入到变速压缩机12的入口中。
现参看图4，详细描述操作如图1中展示的本发明的实施方案的方法，其中可变操作点组件在冷却循环期间在可变操作点处操作。在步骤400，包括显冷循环和潜冷循环两者的冷却循环开始。在步骤402，水填充阀(未图示)打开，将水供应到集水坑64。随着水填充集水坑64，水进入空气配件90的开口98从而将空气截留在腔室92中。腔室92中和气动管86中的所截留空气被水轻微压缩，从而传达压力增加到压力传感器84。压力传感器84将此压力作为电压输入到处理器82，所述处理器82指派数值到对应于压力刻度的电压，所述数值可关于集水坑64中的水平面而经校准。可关于集水坑64中的水平面来校准冷却循环的状态。控制器80因此可监测集水坑64中的水平面，且可相应地控制可变操作点组件。
当在步骤404达到期望制冰水平面时，在步骤406控制器80关闭水填充阀。在步骤408，变速水泵62正在运行且设置到初始速度以将水供应到冷冻板60。在步骤410和412，以初始速度打开变速压缩机12和变速冷凝器风扇15，使得以初始质量流动速率来供应制冷剂。在一个实施方案中，变速压缩机12和变速冷凝器风扇15的初始速度是每一组件所允许的最大速度。变速水泵62所供应的水接着在显冷循环期间开始随着其接触冷冻板60而冷却，返回到冷冻板60下方的集水坑64，且通过变速水泵62再循环到冷冻板60。一旦冷却循环进入潜冷循环，聚集在冷冻板60中的水即开始形成为冰块。
在步骤416，控制器80基于来自压力传感器84的压力输入来监测水平面(x)，从而检查集水坑64中的水平面是否达到取冰水平面。当集水坑64中的水平面高于取冰水平面时，控制器80计算作为水平面的函数的期望压缩机速度(y)(y＝f(x))(在步骤418)，计算作为水平面的函数的期望冷凝器风扇速度(z)(z＝f(x))(在步骤420)，且计算作为水平面的函数的期望水泵速度(p)(p＝f(x))(在步骤422)。在步骤424，控制器80接着将变速压缩机12设置到期望压缩机速度(y)(小于初始压缩机速度的速度)(方框124)，从而从初始制冷剂质量流动速率改变所述制冷剂的质量流动速率。在步骤426，控制器80还将变速冷凝器风扇15设置到期望冷凝器风扇速度(z)(小于初始冷凝器风扇速度的速度)。在步骤428，控制器80还将变速水泵62设置到期望泵速度(p)(小于初始泵速度的速度)。变速水泵62继续将水从集水坑64再循环到冷冻板60上，且集水坑64中的水平面随着冰厚度在冷冻板60上增加而降低。
重复步骤416至428，控制器80继续测量集水坑64中的水平面，计算新的期望速度，且基于冷却循环的所识别状态来设置期望速度以维持到蒸发器20的足够的制冷剂质量流动速率以及热膨胀装置18上的足够的压降，直到集水坑64中的水平面达到取冰水平面为止。当集水坑64中的水平面达到取冰水平面时，变速水泵62关闭(在步骤430)，且热气阀24打开(在步骤432)，从而允许温暖的高压气体从变速压缩机12流经热气旁路管线28a以进入蒸发器20。因此通过使冷冻板60变暖以将所形成的冰熔化到某一温度而使得冰可从冷冻板60释放且通过孔(未图示)落到下部壳体中(例如，储冰箱)(未图示)来收获冰，在所述下部壳体可临时地存储冰且稍后取回。因此，在步骤434，取冰传感器开关暂时打开以用于感测何时已从冷冻板60收获冰。在步骤436，热气阀24接着关闭且冷却循环可重复。虽然在本文按一个次序来描述步骤，但将理解在不偏离本发明的范围的情况下可以任何次序来进行所述方法的其它实施方案。
如图4中展示，制冰器10可在如在本文别处较充分描述且例如在图10中示出的取冰期间在步骤A与B之间以可变速度任选地操作所述变速压缩机12。因此，如图9中展示，制冰器10可装备有温度传感器120a、120b以分别测量从变速压缩机12进入蒸发器入口20a和蒸发器出口20b的制冷剂的温度，用于操作变速压缩机，如在本文别处较充分描述。
制冰器10可包括可变操作点组件和单操作点组件(压缩机、冷凝器风扇和/或水泵)与恒温或电子热膨胀装置的任何组合。在优选实施方案中，例如，制冰器10包括变速压缩机、变速冷凝器风扇和变速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速压缩机、变速冷凝器风扇和变速水泵的速度。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括变速压缩机、单速冷凝器风扇和单速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速压缩机的速度，同时以单速操作冷凝器风扇和水泵。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括变速压缩机、变速冷凝器风扇和单速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速压缩机和变速冷凝器风扇的速度，同时以单速操作单速水泵。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括变速压缩机、单速冷凝器风扇和变速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速压缩机和变速冷凝器水泵的速度，同时以单速操作单速冷凝器风扇。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括变速压缩机和变速水泵，但可没有冷凝器风扇(例如，在液体冷却制冰器的情况下)。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速压缩机和变速水泵的速度。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括变速压缩机和单速水泵，但可没有冷凝器风扇。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速压缩机的速度，同时以单速操作单速水泵。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括单速压缩机、变速冷凝器风扇和单速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速冷凝器风扇的速度，同时以单速操作单速压缩机和单速水泵。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括单速压缩机、变速冷凝器风扇和变速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速冷凝器风扇和变速水泵的速度，同时以单速操作单速压缩机。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括单速压缩机、单速冷凝器风扇和变速水泵。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速水泵的速度，同时以单速操作单速压缩机和单速冷凝器风扇。在另一实施方案中，例如，制冰器10包括单速压缩机和变速水泵，但可没有冷凝器风扇。控制器80因此基于冷却循环的所识别状态来改变变速水泵的速度，同时以单速操作单速压缩机。另外，在某些实施方案中，例如，以上组合中的任一个可包括电子热膨胀阀。控制器80可基于冷却循环的所识别状态来控制电子热膨胀阀。冷却循环的所识别状态可通过多种输入来确定，所述输入包括但不限于：当制冷剂退出蒸发器20时吸入管线28d中的制冷剂的温度(参见图9、11、12)、当制冷剂退出蒸发器20时吸入管线28d中的制冷剂的压力(参见图9、11、12)、集水坑64中的水温(参见图7)、监测在冷却循环期间冷冻板60上的冰的形成的传感器70(参见图6)等。
在另一实施方案中，如图5中示出，制冰器510并入位于冷凝器14与热膨胀装置18之间的液体制冷剂管线28c中的某一形式的制冷剂到制冷剂热交换器22。制冷剂到制冷剂热交换器22使用离开冷凝器14的温暖的液体制冷剂来加热离开蒸发器20的冷的制冷剂蒸汽。通过加热离开蒸发器20的制冷剂蒸汽，剩余在所述蒸汽流中的任何液体制冷剂得以蒸发。此可有助于防止任何液体制冷剂返回到变速压缩机12。如本领域技术人员将了解，返回到变速压缩机12的液体制冷剂可损坏变速压缩机12。另外，使用离开蒸发器20的冷的制冷剂蒸汽来冷却进入蒸发器20的液体制冷剂可提高系统的制冷性能。此外，制冷剂到制冷剂热交换器22可有用于防止闪蒸气体。存在于离开冷凝器14的液体中的任何制冷剂气泡可进入热膨胀装置18且扰乱其操作。通过在液体进入热膨胀装置18之前用热交换器22冷却液体制冷剂，可消除所有气泡，因此确保热膨胀装置18的适当操作。最后，通过升高制冷剂蒸汽温度，蒸发器20的吸入管线导管下游较不可能使来自周围空气的湿气结霜或冷凝。
因此，在退出冷凝器14之后，通过制冷剂到制冷剂热交换器22来投送高压的实质上液体制冷剂。在通过制冷剂到制冷剂热交换器22时，所述高压的实质上液体制冷剂将热转移到经由吸入管线28d在前往变速压缩机12的入口的路上在相反方向上通过制冷剂到制冷剂热交换器22的低压的实质上气态制冷剂。在退出制冷剂到制冷剂热交换器22之后，高压的液体制冷剂遭遇热膨胀装置18，所述热膨胀装置18降低所述实质上液体制冷剂的压力以用于引入到蒸发器20中。随着低压的膨胀制冷剂通过蒸发器20的导管，制冷剂从蒸发器20内所含的导管吸收热且随着制冷剂通过所述导管而蒸发。低压的实质上气态制冷剂从蒸发器20的出口排出，且通过制冷剂到制冷剂热交换器22用于重新引入到变速压缩机12的入口中。
在图6所示的制冰器610的另一实施方案中，压力传感器84、气动管86和空气配件90可被补充传感器70或由传感器70替代，所述传感器70监测在冷却循环期间冷冻板60上的冰的形成。在各种实施方案中，传感器可为适合于监测冷冻板60上的冰的厚度的任何类型传感器。在一个实施方案中，例如，传感器70可为检测在冷却循环期间冷冻板60上的冰厚度的变化的声学传感器。一种用于感测所形成的冰的厚度的声学传感器是罗森伦德(Rosenlund)等在2012年2月8日申请的题为“用于冰检测的系统、设备和方法(System,Apparatus,and Method for Ice Detection)”的美国序列号13/368,814的公开申请，所述申请已作为美国公布2012/0198864而公布且其全文通过引用的方式并入本文中。所述申请提出一种以某些频率发射声波的声学发射器和感测所发射波的反射的声学传感器。当所感测的反射波达到某一预期振幅时，系统确定冰已达到期望厚度。声学传感器还可用以确定在冷却循环期间冰的厚度；随着所述循环进行，冰的厚度将改变，从而导致声学传感器所接收的反射波的改变。控制器80可接着基于冷却循环的所识别状态来计算和设置变速组件的期望速度。在另一实施方案中，例如，传感器70可为检测在冷却循环期间冷冻板60上的冰厚度的变化的光光学传感器。在另一实施方案中，例如，传感器70可包括检测集水坑64中的水平面的机电浮阀机构。在另一实施方案中，传感器70可为电探针，所述电探针邻近冷冻板60定位而使得当冰达到期望厚度时，完成电路，从而终止冷却循环。在另一实施方案中，传感器70可基于从冷却循环的开始经过的时间来识别冷却循环的状态。传感器70的输出可馈入到控制器80中，其中控制器基于通过集水坑64中的水平面和传感器70的输出而确定的冷却循环的所识别状态来改变变速组件(变速压缩机、变速冷凝器风扇和/或变速水泵)的速度。在另一实施方案中，制冰器包括传感器70，但没有压力传感器84、气动管86和空气配件90。在此实施方案中，传感器70的输出可馈入到控制器80中，其中控制器基于通过传感器70的输出而确定的冷却循环的所识别状态来改变变速组件(变速压缩机、变速冷凝器风扇和/或变速水泵)的速度。
在显冷期间的可变操作点
在图7所示出的另一实施方案中，例如，由于制冷负荷在显冷循环和潜冷循环两者期间变化，制冰器710的可变操作点组件在所述两冷却循环期间在可变操作点处操作。通过除了在潜冷循环期间之外，还在显冷循环期间改变可变操作点组件的操作点，制冰器710可通过在可变操作点组件的最大操作点处操作所述可变操作点组件而快速地冷却供应水，但可接着在所述冷却循环内从显冷到潜冷循环的转变时使可变操作点组件放慢到小于最大操作点的操作点。此可有助于避免使供应水闪冻。
图7示出制冰器710的此实施方案的某些主要组件，其包括变速压缩机12、用于使从变速压缩机12排出的压缩制冷剂蒸汽冷凝的冷凝器14、变速冷凝器风扇15、用于降低制冷剂的温度和压力的热膨胀装置18、和蒸发器20。热膨胀装置18可为恒温膨胀阀或电子膨胀阀。制冰器710还包括热耦接到蒸发器20的冷冻板60。冷冻板60可在其表面上含有大量的口袋(通常呈单元网格的形式)，在所述表面上流动的水可聚集在所述口袋中。当通过变速水泵62从集水坑64抽吸水经过水管线63且流出分配器歧管或管66时，所述水撞击冷冻板60，在冷冻板60的口袋上流动且冷冻成冰。集水坑64可定位在冷冻板60下方以捕捉从冷冻板60脱落的任何水，使得所述水可通过变速水泵62再循环。
制冰器710还可包括放置在蒸发器20的出口处以控制热膨胀装置18的感温球26。在其它实施方案中，如果使用电子热膨胀阀118(参见图11、12)，那么可使用温度传感器25和压力换能器29来替代感温球(参见图11、12)，其中温度传感器25和压力换能器29可分别提供吸入管线28d中的制冷剂的温度读数和压力读数到控制器80。温度传感器27可定位在集水坑64中以便测量集水坑64中的水的温度。另外，可使用热气阀24将温暖的制冷剂从变速压缩机12直接引导到蒸发器20，以在冰已达到期望厚度时从冷冻板60移除或收获冰块。制冰器710还可包括如此项技术中已知的取冰传感器开关(未图示)，用于感测冰何时已从冷冻板60掉落使得控制器80可停止取冰且恢复制冰。如在本文别处更充分地描述，某一形式的制冷剂通过管线28a、28b、28c、28d依序循环经过这些组件。制冰器710可具有本文未描述的其它常规组件，包括水供应、冰柜和电能来源。
在此特定实施方案中，制冰器710还包括远离蒸发器20和集水坑64定位的控制器80。控制器80包括用于控制制冰器710的操作的处理器82。在此实施方案中，控制器80还可包括或耦接到温度传感器27，所述温度传感器27可用以识别在显冷循环期间的冷却循环的状态。通过使用来自温度传感器27的输入，处理器82可基于所述水在其已再循环到冷冻板上时的温度来确定冷却循环的状态。随着在显冷循环期间的水的温度降低，制冷负荷可降低，因此控制器80可关于制冷负荷基于冷却循环的状态来计算和设置制冰器710的可变操作点组件的操作点。控制器80还可包括或耦接到压力传感器84，所述压力传感器84可用以通过使集水坑64中的水压与冷冻板60上的冰的厚度相关来识别在制冰器710的潜冷循环期间的冷却循环的状态。压力传感器84可为整体的硅压力传感器，所述整体的硅压力传感器可输出与集水坑64内的水的所施加压力成正比的信号到处理器82。通过使用来自压力传感器84的输出，处理器82可基于已转换成冰的水的量来确定冷却循环的状态。随着在潜冷循环期间的冷冻板中的冰的厚度增加，制冷负荷可降低，因此控制器80可关于制冷负荷基于冷却循环的状态来计算和设置制冰器710的可变操作点组件的操作点。因此，制冰器710的改进效率可通过使用变速压缩机12来实现，所述变速压缩机12可基于冷却循环的状态来改变液体制冷剂质量流动速率，例如液体制冷剂的质量流可在冷却循环内随着冷冻板60上冰的厚度增加而降低。使用压力传感器84还允许处理器82确定起始取冰循环以及控制填充和清洗功能的适当时间。
现参看图8，详细描述操作如图7中展示的本发明的实施方案的方法，其中可变操作点组件在显冷循环和潜冷循环期间在可变操作点处操作。在步骤800，包括显冷循环和潜冷循环两者的冷却循环开始。在步骤802，水填充阀(未图示)打开，将水供应到集水坑64。随着水填充集水坑64，水进入空气配件90的开口98从而将空气截留在腔室92中。腔室92中和气动管86中的所截留空气被水轻微压缩，从而传达压力增加到压力传感器84。压力传感器84将此压力作为电压输入到处理器82，所述处理器82指派数值到对应于压力刻度的电压，所述数值可关于集水坑64中的水平面而经校准。可关于集水坑64中的水平面来校准冷却循环的状态。控制器80因此可监测集水坑64中的水平面，且可相应地控制可变操作点组件。
当在步骤804达到期望制冰水平面时，在步骤806控制器80关闭水填充阀。在步骤808，变速水泵62正在运行且设置到初始速度以将水供应到冷冻板60。在步骤810和812，以初始速度打开变速压缩机12和变速冷凝器风扇15，使得以初始质量流动速率来供应制冷剂。在一个实施方案中，变速压缩机12和变速冷凝器风扇15的初始速度是每一组件所允许的最大速度。变速水泵62所供应的水接着在显冷循环期间开始随着其接触冷冻板60而冷却，返回到冷冻板60下方的集水坑64，且通过变速水泵62再循环到冷冻板60。
在步骤838，接着通过温度传感器27测量再循环的水的温度TW，从而检查水温TW是否在某一期望温度以上。当集水坑64中的水温高于期望温度时，控制器80计算作为水温的函数的期望压缩机速度(y)(y＝f(TW))(在步骤840)，计算作为水温的函数的期望冷凝器风扇速度(z)(z＝f(TW))(在步骤842)，且计算作为水温的函数的期望水泵速度(p)(p＝f(TW))(在步骤844)。在步骤846，控制器80接着将变速压缩机12设置到期望压缩机速度(y)(小于初始压缩机速度的速度)，从而从初始制冷剂质量流动速率改变所述制冷剂的质量流动速率。在步骤848，控制器80还将变速冷凝器风扇15设置到期望冷凝器风扇速度(z)(小于初始冷凝器风扇速度的速度)。在步骤850，控制器80还将变速水泵62设置到期望泵速度(p)(小于初始泵速度的速度)。变速水泵62继续将水从集水坑64再循环到冷冻板60上，且集水坑64中的水温在显冷循环期间降低。
重复步骤838至850，控制器80继续测量水温，计算新的期望速度，且基于冷却循环的所识别状态来设置期望速度以维持到蒸发器20的足够的制冷剂质量流动速率以及热膨胀装置18上的足够的压降，直到集水坑64中的水温达到期望温度从而指示到冷却循环的潜冷循环的转变为止。一旦到冷却循环的潜冷循环的转变开始，控制器80即可降低变速压缩机的速度以避免使水闪冻。
一旦冷却循环进入潜冷循环，聚集在冷冻板60中的水即开始形成为冰块。在步骤816，控制器80基于来自压力传感器84的压力输入来监测水平面(x)，从而检查集水坑64中的水平面是否达到取冰水平面。当集水坑64中的水平面高于取冰水平面时，控制器80计算作为水平面的函数的期望压缩机速度(y)(y＝f(x))(在步骤818)，计算作为水平面的函数的期望冷凝器风扇速度(z)(z＝f(x))(在步骤820)，且计算作为水平面的函数的期望水泵速度(p)(p＝f(x))(在步骤822)。控制器80接着将变速压缩机12设置到期望压缩机速度(y)(小于初始压缩机速度的速度)(在步骤824)，从而从初始制冷剂质量流动速率改变所述制冷剂的质量流动速率。在步骤826，控制器80还将变速冷凝器风扇15设置到期望冷凝器风扇速度(z)(小于初始冷凝器风扇速度的速度)。在步骤828，控制器80还将变速水泵62设置到期望泵速度(p)(小于初始泵速度的速度)。变速水泵62继续将水从集水坑64再循环到冷冻板60上，且集水坑64中的水平面随着冰厚度在冷冻板60上增加而降低。
重复步骤816至828，控制器80继续测量水平面，计算新的期望速度，且基于冷却循环的所识别状态来设置期望速度以维持到蒸发器20的足够的制冷剂质量流动速率以及热膨胀装置18上的足够的压降，直到集水坑64中的水平面达到取冰水平面为止。当集水坑64中的水平面达到取冰水平面时，变速水泵62关闭(在步骤830)，且热气阀24打开(在步骤832)，从而允许温暖的高压气体从压缩机12流经热气旁路管线28a以进入蒸发器20。因此通过使冷冻板60变暖以将所形成的冰熔化到某一温度而使得冰可从冷冻板60释放且通过孔(未图示)落到下部壳体中(例如，储冰箱)(未图示)来收获冰，在所述下部壳体可临时地存储冰且稍后取回。因此，在步骤834，取冰传感器开关暂时打开以用于感测何时已从冷冻板60收获冰。在步骤836，热气阀24接着关闭且冷却循环可重复。虽然在本文按一个次序来描述步骤，但将理解在不偏离本发明的范围的情况下可以任何次序来进行所述方法的其它实施方案。
如图8中展示，制冰器710可在如在本文别处较充分描述且例如在图10中示出的取冰期间在步骤A与B之间以可变速度任选地操作所述变速压缩机12。因此，如图9中展示，制冰器710可装备有温度传感器120a、120b以分别测量从变速压缩机12进入蒸发器入口20a和蒸发器出口20b的制冷剂的温度，用于操作变速压缩机，如在本文别处较充分描述。
在本发明的另一实施方案中，其中制冰器10的可变操作点组件在制冷负荷在显冷循环和潜冷循环期间变化时在所述两循环期间在可变操作点处操作，制冰器10未测量集水坑64中的水的温度来确定冷却循环是在显冷循环中还是潜冷循环中。在此特定实施方案中，使用计时器来基于经过的时间而确定冷却循环是在显冷循环中还是潜冷循环中。在一个实施方案中，例如，在从冷却循环的开始起经过约三分钟后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在从冷却循环的开始起经过约四分钟后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在从冷却循环的开始起经过约五分钟后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在从冷却循环的开始起经过约六分钟后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在从冷却循环的开始起经过约七分钟后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。因此，在某些实施方案中，控制器80可在冷却循环的开始之后约三分钟与约七分钟之间在潜冷循环期间开始改变制冰器10的可变操作点组件的操作点。
在本发明的又一实施方案中，其中制冰器10的可变操作点组件在制冷负荷在显冷循环和潜冷循环期间变化时在所述两循环期间在可变操作点处操作，制冰器10未测量集水坑64中的水的温度来确定冷却循环是在显冷循环中还是潜冷循环中。此外，在此特定实施方案中，使用计时器来基于完整的冷却循环的时间的百分比而确定冷却循环是在显冷循环中还是在潜冷循环中。在一个实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之二十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之三十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之四十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之五十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之六十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之七十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之八十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器80开始改变可变操作点组件的操作点。在另一实施方案中，例如，在完整的冷却循环的总时间的约百分之八十后，制冰器10进入潜冷循环且控制器90开始改变可变操作点组件的操作点。因此，在某些实施方案中，控制器80可在完整的冷却循环的总时间的百分之十后到百分之九十后之间在潜冷循环期间改变制冰器10的可变操作点组件的操作点。
在取冰期间的可变操作点
在图9所示出的另一实施方案中，例如，由于制冷负荷在显冷循环、潜冷循环和取冰循环期间变化，制冰器910的可变操作点组件在所述这些冷却循环期间在可变操作点处操作。具体来说，变速压缩机12可在取冰循环期间以各种速度操作，以帮助从冷冻板60取冰，而不会导致已形成在冷冻板60中的冰的过多融化。
图9示出制冰器910的此实施方案的某些主要组件，其包括变速压缩机12、用于使从变速压缩机12排出的压缩制冷剂蒸汽冷凝的冷凝器14、变速冷凝器风扇15、用于降低制冷剂的温度和压力的热膨胀装置18、和蒸发器20。热膨胀装置18可为恒温膨胀阀或电子膨胀阀。制冰器910还包括热耦接到蒸发器20的冷冻板60。冷冻板60可在其表面上含有大量的口袋(通常呈单元网格的形式)，在所述表面上流动的水可聚集在所述口袋中。当通过变速水泵62从集水坑64抽吸水经过水管线63且流出分配器歧管或管66时，所述水撞击冷冻板60，在冷冻板60的口袋上流动且冷冻成冰。集水坑64可定位在冷冻板60下方以捕捉从冷冻板60脱落的任何水，使得所述水可通过变速水泵62再循环。
另外，可使用热气阀24经由热气旁路管线28a将温暖的制冷剂从变速压缩机12直接引导到蒸发器20，以在冰已达到期望厚度时从冷冻板60移除或收获冰块。制冰器910还包括用于测量温暖的制冷剂从热气阀24进入蒸发器入口20a时的温度的温度传感器120a和用于测量制冷剂退出蒸发器出口20b时的温度的温度传感器120b。尽管关于制冰器910来展示温度传感器120a、120b，但本领域的技术人员将理解，在不偏离本发明的范围的情况下，可在本文描述的制冰器的实施方案中的任一个上包括温度传感器120a、120b以用于在取冰循环期间操作变速压缩机12。制冰器910还可包括如此项技术中已知的取冰传感器开关(未图示)，用于感测冰何时已从冷冻板60掉落使得控制器80可停止取冰且恢复制冰。如在本文别处更充分地描述，某一形式的制冷剂通过管线28a、28b、28c、28d依序循环经过这些组件。制冰器910可具有本文未描述的其它常规组件，包括水供应、冰柜和电能来源。
在此特定实施方案中，制冰器910还包括远离蒸发器20和集水坑64定位的控制器80。控制器80包括用于控制制冰器910的操作的处理器82。在此实施方案中，控制器80还可包括或耦接到温度传感器120a、120b，所述温度传感器120a、120b可用以监测取冰循环。通过使用来自温度传感器120a、120b的输入，处理器82可确定用以操作变速压缩机12的适当速度，以有助于从冷冻板60取冰而不会致使过多的冰熔化。当热气阀24打开时，经由热气旁路管线28a将初始量的高温和高压制冷剂引导到蒸发器入口20a中。此热气制冷剂接着将流经蒸发器20的蛇形导管，因此使冷冻板60变暖。冷冻板60上的冰接着可开始熔化。
然而，取决于变速压缩机12的速度和/或制冰器中所使用的制冷剂的类型，蒸发器12中和冷冻板60上的温度增加可致使冷冻板60上的冰的过多融化。过多的冰融化可为与使用二氧化碳(CO2)作为制冷剂有关的特定问题，因为通过入口20a进入蒸发器20的热CO2气体可高达华氏300度。所述冰的过多融化导致小于期望冰和/或湿的冰，且表示由于用以形成冰的能量和用以取冰的能量的浪费而引起的低效。因此，能够响应于制冷剂温度和/或在蒸发器20的入口20a和/或出口20b处的制冷剂温度的变化速率而在取冰期间以可变速度操作变速压缩机12将是有益的。
现参看图10，详细描述操作如图9中展示的本发明的实施方案的方法，其中变速压缩机是在取冰循环期间以可变速度操作。图10仅示出制冰器910在取冰循环期间的操作。尽管关于制冰器910来描述此方法，但本领域的技术人员将理解，本文描述的制冰器的实施方案中的任一个可在取冰循环期间以可变速度操作变速压缩机12。例如，在制冰器已通过打开热气阀24(分别参见图4步骤432和图8步骤832)而开始取冰之后，制冰器可在A处在取冰期间进行任选的变速压缩机12操作。在步骤1002，通过温度传感器120a测量来自变速压缩机12的从热气旁路管线28a进入蒸发器入口20a的制冷剂的温度TIN。在步骤1004，基于所测量的制冷剂温度TIN，控制器80计算作为制冷剂温度的函数的期望压缩机速度(y)(y＝f(TIN))。在步骤1006，控制器80接着将变速压缩机12设置到期望压缩机速度(y)。在步骤1008，通过温度传感器120b测量退出蒸发器出口20b的制冷剂的温度变化速率(ΔTOUT)。在步骤1010，控制器80监测退出蒸发器出口20b的制冷剂的温度变化速率(ΔTOUT)以确定变化速率是否超过期望上限。如果变化速率超过期望上限，那么此指示流经蒸发器20的制冷剂温度太高而导致冷冻板60上的冰的过多融化。因此，如果速率超过期望上限，那么在步骤1012，控制器80降低变速压缩机12的速度，从而降低进入蒸发器入口20a的制冷剂的温度且因此减小冷冻板60上的冰的过多融化。
如果速率不超过期望上限，那么在步骤1014，控制器80监测退出蒸发器出口20b的制冷剂的温度变化速率(ΔTOUT)以确定变化速率是否低于期望下限。如果变化速率低于期望下限，那么此指示流经蒸发器20的制冷剂温度太低而导致比期望取冰时间更长。因此，如果速率低于期望下限，那么在步骤1016，控制器80增加变速压缩机12的速度，从而增加进入蒸发器入口20a的制冷剂的温度且因此增加冷冻板60上的冰的融化，进而导致期望取冰长度。然而，如果速率高于期望下限，使得变化速率在期望下限和上限之内，那么在步骤1018，控制器80维持在步骤1006中设置的变速压缩机12的速度。此有助于减小在取冰期间的冰的过多融化以及有助于维持期望取冰长度。
在步骤1020，控制器80监测取冰传感器开关是否已暂时打开以指示已从冷冻板60收获冰。如果取冰传感器开关尚未打开，那么用于改变变速压缩机12的速度的过程返回到步骤1202且进行重复，直到取冰传感器开关指示已收获冰为止。如果在步骤1020取冰传感器开关已暂时打开以指示已从冷冻板60收获冰，那么过程结束且返回到在B处图4和图8中展示的方法。在替代实施方案中，例如，制冰器可不包括取冰传感器，且可使用通过温度传感器120b在蒸发器出口20b测量的制冷剂温度来确定取冰何时完成。例如，在蒸发器出口20b测量的约华氏45度到约华氏50度的温度(例如，约华氏45度、约华氏46度、约华氏47度、约华氏48度、约华氏49度、约华氏50度)通常指示已从冷冻板60收获冰。虽然在本文按一个次序来描述步骤，但将理解在不偏离本发明的范围的情况下可以任何次序来进行所述方法的其它实施方案。
因此，变速压缩机12可在取冰循环期间以各种速度操作。例如，变速压缩机12可在取冰循环的开始以低速操作，可在取冰循环期间提高速度，且可接着在取冰循环的末尾减速到低速。在其它实施方案中，例如，变速压缩机12可在取冰循环的开始以高速操作，且接着可接着在取冰循环的末尾减速到低速。
如本文所描述，在制冰器10的各种实施方案中，变速压缩机12可在显冷循环期间以第一速度操作，在潜冷循环期间以第二速度操作，且在取冰循环期间以第三速度操作。优选地，第一速度高于第二速度，且第二速度高于第三速度。因此，变速压缩机12可在显冷循环期间以高速操作，在潜冷循环期间以中等速度操作，且在取冰循环期间以低速操作。然而，将理解，变速压缩机12可在显冷循环、潜冷循环和取冰循环中的每一个期间以较高速度或较低速度操作。也就是说，第二速度可高于第一和/或第三速度，或第三速度可高于第一和/或第二速度。
在制冰器10的其它实施方案中，例如，变速压缩机12可在显冷循环期间以第一速度操作，在潜冷循环期间以第二速度操作，且在取冰循环期间以第三速度操作。优选地，第一速度范围中的速度高于第二速度范围中的速度，且第二速度范围中的速度高于第三速度范围中的速度。因此，变速压缩机12可在显冷循环期间以高速度范围操作，在潜冷循环期间以中等速度范围操作，且在取冰循环期间以低速度范围操作。在各种实施方案中，例如，第一速度范围、第二速度范围和/或第三速度范围可至少部分重叠。也就是说，第一速度范围的一部分可在第二速度范围的至少一部分内，第二速度范围的一部分可在第三速度范围的至少部分内，和/或第一速度范围的一部分可在第三速度范围的至少一部分内。
电子热膨胀阀
与上述实施方案中的任一个组合，可使用可通过如图11和图12所示的控制器80控制的电子热膨胀阀。因此，制冰器1110、1210的各种实施方案可包括：变速压缩机12、用于使从变速压缩机12排出的压缩制冷剂蒸汽冷凝的冷凝器14、变速冷凝器风扇15、用于降低制冷剂的温度和压力的电子热膨胀阀118，和蒸发器20。电子热膨胀阀118可根据在制冷剂退出蒸发器20时吸入管线28d中的制冷剂的温度和压力而由控制器80控制。温度传感器25可测量在制冷剂退出蒸发器20时吸入管线28d中的制冷剂的温度，且压力换能器29可测量在制冷剂退出蒸发器20时吸入管线28d中的制冷剂的压力。可使用图9中展示的温度传感器120b来替代温度传感器25。可将制冷剂温度和压力输入到控制器80中，以允许控制器80确定制冷剂的饱和温度。因此，通过测量吸入管线28d中的制冷剂的温度和压力，控制器80可控制电子热膨胀阀118的开口的大小以减少或消除液体制冷剂退出蒸发器20。因此，可控制电子热膨胀阀118以增加和/或维持在制冷剂退出蒸发器20时吸入管线28d中的制冷剂的温度高于制冷剂的饱和温度。此被称为控制过热温度，其中所述过热温度是吸入管线28d中的制冷剂的温度与制冷剂的饱和温度之间的温度差(即，过热温度＝吸入管线28d中的制冷剂的温度-制冷剂的饱和温度)。
因此，已展示和描述了具有可变操作点组件的制冰器的新颖方法和设备。然而，本领域技术人员将显而易见，用于主题装置和方法的许多改变、变化、修改和其它使用与应用都是可能的。未偏离本发明的精神和范围的所有此类改变、变化、修改和其它使用与应用被认为由仅通过以下权利要求书限制的本发明所涵盖。

Claims (18)

1.一种用于在冷却循环期间形成冰的制冰器，所述冷却循环包括显冷状态和潜冷状态，所述制冰器包括：
变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通，且其中制冷剂流经所述一个或多个制冷剂线路；
冷冻板，其热耦接到所述蒸发器；
集水坑，其位于冷冻板的下方；
水泵，其用于将来自集水坑的水供应到所述冷冻板；
第一感测装置，其适合于测量集水坑中的水平面；
第二感测装置，其适合于测量集水坑中的水的温度；以及
控制器，其适合于基于集水坑中的水的温度来识别冷却循环的状态，并且在显冷状态期间根据集水坑中的水的温度来控制所述变速压缩机的速度，在潜冷状态期间根据集水坑中的水平面来控制所述变速压缩机的速度。
2.根据权利要求1所述的制冰器，其中所述控制器适合于在显冷循环期间以第一速度，在潜冷循环期间以第二速度，且在取冰循环期间以第三速度操作所述变速压缩机，其中所述第一速度高于所述第二速度而所述第三速度高于所述第一速度。
3.根据权利要求1所述的制冰器，其中还包括第三感测装置，所述第三感测装置适合于监测所述冷冻板上的冰的厚度。
4.根据权利要求1所述的制冰器，其中所述一个或多个制冷剂线路中的一个包括在所述变速压缩机与所述蒸发器之间的吸入管线，且其中所述制冰器还包括与所述吸入管线流体连通的电子热膨胀阀。
5.根据权利要求4所述的制冰器，其还包括温度传感器和压力换能器，其中所述温度传感器适合于测量所述吸入管线中的所述制冷剂的温度，且其中所述压力换能器适合于测量所述吸入管线中的所述制冷剂的压力；且
其中所述控制器适合于基于所述吸入管线中的所述制冷剂的所述所测量的温度和压力来控制所述电子热膨胀阀。
6.根据权利要求1所述的制冰器，其还包括变速冷凝器风扇，且其中所述控制器适合于基于所述冷却循环的所识别状态来进一步控制所述变速冷凝器风扇的速度。
7.根据权利要求1所述的制冰器，其中所述水泵是变速水泵，且其中所述控制器还适合于基于所述冷却循环的所识别状态来控制所述变速水泵的速度。
8.根据权利要求1所述的制冰器，其还包括变速冷凝器风扇，且其中所述水泵是变速水泵，且其中所述控制器还适合于基于所述冷却循环的所识别状态来控制所述变速冷凝器风扇的速度和所述变速水泵的速度。
9.根据权利要求8所述的制冰器，其中所述一个或多个制冷剂线路中的一个包括在所述变速压缩机与所述蒸发器之间的吸入管线，且其中所述制冰器还包括与所述吸入管线流体连通的电子热膨胀阀。
10.根据权利要求9所述的制冰器，其还包括温度传感器和压力换能器，其中所述温度传感器适合于测量所述吸入管线中的所述制冷剂的温度，且其中所述压力换能器适合于测量所述吸入管线中的所述制冷剂的压力；且
其中所述控制器适合于基于所述吸入管线中的所述制冷剂的所述所测量的温度和压力来控制所述电子热膨胀阀。
11.根据权利要求1所述的制冰器，其还包括用于测量进入所述蒸发器的所述制冷剂的入口温度的第一温度传感器和用于测量退出所述蒸发器的所述制冷剂的出口温度的第二温度传感器，其中所述控制器适合于响应于所述所测量的入口和出口制冷剂温度来在取冰循环期间改变所述变速压缩机的速度。
12.根据权利要求11所述的制冰器，其中，所述控制器适合于响应于所测量的出口制冷剂温度的变化速率来在取冰循环期间改变所述变速压缩机的速度。
13.根据权利要求1所述的制冰器，其还包括与所述冷凝器和所述蒸发器流体连通且定位在两者之间的热膨胀装置，以及与所述冷凝器和所述热膨胀装置流体连通且定位在两者之间的制冷剂到制冷剂热交换器，所述制冷剂到制冷剂热交换器还与所述蒸发器和所述变速压缩机流体连通且定位在两者之间以从自所述冷凝器排出的所述制冷剂移除热。
14.一种控制用于在冷却循环期间形成冰的制冰器的方法，所述冷却循环包括显冷状态和潜冷状态，所述制冰器包括：变速压缩机、冷凝器和蒸发器，其中所述变速压缩机、所述冷凝器和所述蒸发器通过一个或多个制冷剂线路而流体连通，且其中制冷剂流经所述一个或多个制冷剂线路；冷冻板，其热耦接到所述蒸发器；集水坑，其位于冷冻板的下方；水泵，其用于将来自集水坑的水供应到所述冷冻板；第一感测装置，其适合于测量集水坑中的水平面；第二感测装置，其适合于测量集水坑中的水的温度；以及控制器，其适合于控制所述变速压缩机的速度，所述方法包括：
基于集水坑中的水的温度识别冷却循环的所述状态；
在显冷状态期间根据集水坑中的水的温度来计算所述变速压缩机的第一期望压缩机速度；
在显冷状态期间将所述变速压缩机的所述速度改变为所述第一期望压缩机速度，由此改变所述制冷剂的质量流动速率；
在潜冷状态期间根据集水坑中的水平面来计算所述变速压缩机的第二期望压缩机速度；以及
在潜冷状态期间将所述变速压缩机的所述速度改变为所述第二期望压缩机速度，由此改变所述制冷剂的质量流动速率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述制冰器还包括用于测量进入所述蒸发器的所述制冷剂的入口温度的第一温度传感器和用于测量退出所述蒸发器的所述制冷剂的出口温度的第二温度传感器，且其中所述控制器适合于响应于制冷剂的所测量的入口温度和出口温度来在取冰循环期间改变所述变速压缩机的所述速度，所述制冰器还包括变速冷凝器风扇，所述方法还包括：
测量进入蒸发器的制冷剂的入口温度；
测量退出蒸发器的制冷剂的出口温度；
基于进入和退出蒸发器的制冷剂的所测量的入口和出口温度来计算所述变速冷凝器风扇的期望冷凝器风扇速度；以及
将所述变速冷凝器风扇的速度改变为所述期望冷凝器风扇速度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述制冰器还包括变速冷凝器风扇，且其中所述控制器适合于基于所述冷却循环的所识别状态来进一步控制所述变速冷凝器风扇的速度，所述方法还包括：
基于所述冷却循环的所识别状态来计算所述变速冷凝器风扇的期望冷凝器风扇速度；以及
将所述变速冷凝器风扇的速度改变为所述期望冷凝器风扇速度。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述水泵是变速水泵，且其中所述控制器还适合于基于所述冷却循环的所识别状态来控制所述变速水泵的速度，所述方法还包括：
基于所述冷却循环的所识别状态来计算所述变速水泵的期望水泵速度；以及
将所述变速水泵的所述速度改变为所述期望水泵速度。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述制冰器还包括变速冷凝器风扇，且其中所述水泵是变速水泵，且其中所述控制器还适合于基于所述冷却循环的所识别状态来控制所述变速冷凝器风扇的速度和所述变速水泵的速度，所述方法还包括：
基于所述冷却循环的所识别状态来计算所述变速冷凝器风扇的期望冷凝器风扇速度；
基于所述冷却循环的所识别状态来计算所述变速水泵的期望水泵速度；
将所述变速冷凝器风扇的速度改变为所述期望冷凝器风扇速度；以及
将所述变速水泵的速度改变为所述期望水泵速度。
CN201580003957.4A 2014-01-08 2015-01-07 制冰器及其控制方法 Active CN105899895B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461924907P 2014-01-08 2014-01-08
US61/924,907 2014-01-08
PCT/US2015/010471 WO2015105867A1 (en) 2014-01-08 2015-01-07 Variable-operating point components for cube ice machines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105899895A CN105899895A (zh) 2016-08-24
CN105899895B true CN105899895B (zh) 2019-07-30

Family

ID=53494878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580003957.4A Active CN105899895B (zh) 2014-01-08 2015-01-07 制冰器及其控制方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9845982B2 (zh)
EP (1) EP3092450A4 (zh)
JP (1) JP6539280B2 (zh)
KR (1) KR102315152B1 (zh)
CN (1) CN105899895B (zh)
MX (1) MX371063B (zh)
WO (1) WO2015105867A1 (zh)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10107538B2 (en) 2012-09-10 2018-10-23 Hoshizaki America, Inc. Ice cube evaporator plate assembly
JP6299270B2 (ja) * 2014-02-24 2018-03-28 株式会社デンソー 内燃機関の冷却装置
US10502477B2 (en) 2014-07-28 2019-12-10 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Refrigerator appliance
JP6370272B2 (ja) * 2015-08-07 2018-08-08 福島工業株式会社 セル型製氷機
US10391430B2 (en) 2015-09-21 2019-08-27 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Filter assembly
JP2017146009A (ja) * 2016-02-17 2017-08-24 タカギ冷機株式会社 循環式冷水機
WO2018022097A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Manitowoc Foodservice Companies, Llc Refrigerant system with liquid line to harvest line bypass
US10605493B2 (en) 2017-01-26 2020-03-31 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Refrigerator appliance with a clear icemaker
US10571179B2 (en) 2017-01-26 2020-02-25 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Refrigerator appliance with a clear icemaker
US10274237B2 (en) * 2017-01-31 2019-04-30 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Ice maker for an appliance
US11255588B2 (en) 2018-08-03 2022-02-22 Hoshizaki America, Inc. Ultrasonic bin control in an ice machine
US11255593B2 (en) * 2019-06-19 2022-02-22 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Ice making assembly including a sealed system for regulating the temperature of the ice mold
US11391500B2 (en) 2020-01-18 2022-07-19 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
US11602059B2 (en) 2020-01-18 2023-03-07 True Manufacturing Co., Inc. Refrigeration appliance with detachable electronics module
US11656017B2 (en) 2020-01-18 2023-05-23 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
US11255589B2 (en) 2020-01-18 2022-02-22 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
US11578905B2 (en) 2020-01-18 2023-02-14 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker, ice dispensing assembly, and method of deploying ice maker
US11802727B2 (en) * 2020-01-18 2023-10-31 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
US11913699B2 (en) 2020-01-18 2024-02-27 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
US11519652B2 (en) 2020-03-18 2022-12-06 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
US11326822B2 (en) 2020-07-22 2022-05-10 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Ice making system for creating clear ice and associated method
US11674731B2 (en) 2021-01-13 2023-06-13 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker
KR20220111672A (ko) 2021-02-02 2022-08-09 트루 매뉴팩쳐링 코., 인크. 냉장 가전기기들의 지역적 제어를 가능하게 하는 시스템들, 방법들 및 가전기기들
US11686519B2 (en) 2021-07-19 2023-06-27 True Manufacturing Co., Inc. Ice maker with pulsed fill routine
KR102412126B1 (ko) * 2021-10-21 2022-07-01 주식회사 스키피오 제빙기 및 그 동작 방법
CN114704983A (zh) * 2022-03-02 2022-07-05 创历电器(滁州)股份有限公司 一种多转速单机制冰机
CN115060033A (zh) * 2022-05-31 2022-09-16 海信（山东）冰箱有限公司 冰箱及冰箱的制冰控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1206817A (zh) * 1997-04-01 1999-02-03 曼尼托沃食品服务集团公司 制冰机及其控制方法
US6857287B1 (en) * 1999-09-16 2005-02-22 Altech Controls Corporation Refrigeration cycle

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0229948B2 (ja) * 1981-05-29 1990-07-03 Fuji Heavy Ind Ltd Reitosochi
JPH0686960B2 (ja) * 1985-01-30 1994-11-02 株式会社日立製作所 冷媒流量制御装置
US4897099A (en) 1988-12-01 1990-01-30 Ruff John D Ice maker and water purifier
US4970877A (en) * 1989-02-17 1990-11-20 Berge A. Dimijian Ice forming apparatus
US4947653A (en) 1989-06-26 1990-08-14 Hussmann Corporation Ice making machine with freeze and harvest control
JP2687605B2 (ja) * 1989-07-17 1997-12-08 ダイキン工業株式会社 製氷機
JPH06159873A (ja) * 1992-11-27 1994-06-07 Sanyo Electric Co Ltd 製氷機
US5289691A (en) 1992-12-11 1994-03-01 The Manitowoc Company, Inc. Self-cleaning self-sterilizing ice making machine
US5477694A (en) * 1994-05-18 1995-12-26 Scotsman Group, Inc. Method for controlling an ice making machine and apparatus therefor
US5711159A (en) 1994-09-07 1998-01-27 General Electric Company Energy-efficient refrigerator control system
JPH0996476A (ja) * 1995-10-02 1997-04-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 過冷却水式冷水製造装置
JP3819498B2 (ja) * 1996-11-11 2006-09-06 三洋電機株式会社 製氷機
JP3356638B2 (ja) * 1996-11-19 2002-12-16 松下冷機株式会社 製氷機の離氷制御装置
JP3573911B2 (ja) 1997-03-31 2004-10-06 三洋電機株式会社 製氷機の制御装置
JPH10311642A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Matsushita Refrig Co Ltd 冷蔵庫
JP2000161830A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Saginomiya Seisakusho Inc 冷蔵庫及び冷蔵庫の制御方法
JP2002310544A (ja) 2001-04-10 2002-10-23 Hoshizaki Electric Co Ltd 製氷機
WO2004083971A2 (en) * 2003-03-13 2004-09-30 Imi Cornelius Inc. Icemaker control system
JP2004278991A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 製氷機
US7062936B2 (en) * 2003-11-21 2006-06-20 U-Line Corporation Clear ice making refrigerator
US7841198B2 (en) * 2006-07-18 2010-11-30 Whirpool Corporation Ice maker with water quantity sensing
US20080134699A1 (en) * 2006-11-08 2008-06-12 Imi Cornelius Inc. Refrigeration systems having prescriptive refrigerant flow control
JP2009019855A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Hoshizaki Electric Co Ltd 製氷機の運転方法
JP5052277B2 (ja) * 2007-09-26 2012-10-17 ホシザキ電機株式会社 自動製氷機の製氷水タンク
JP2009127969A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Daiwa Industries Ltd 冷蔵庫
JP5186688B2 (ja) * 2007-12-17 2013-04-17 福岡県 アンモニアを用いた製氷装置
US8813511B2 (en) 2009-03-31 2014-08-26 Johnson Controls Technology Company Control system for operating condenser fans
WO2011010473A1 (ja) * 2009-07-22 2011-01-27 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置
US8375733B2 (en) * 2009-08-18 2013-02-19 Polyscience Low-noise fan control for refrigeration cycle
WO2011092802A1 (ja) * 2010-01-26 2011-08-04 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置及び冷媒バイパス方法
US8473080B2 (en) * 2010-05-10 2013-06-25 Johnson Controls Technology Company Control of cooling towers for chilled fluid systems
KR20120072719A (ko) * 2010-12-24 2012-07-04 웅진코웨이주식회사 제빙기
JP6114978B2 (ja) * 2011-09-15 2017-04-19 佐藤　一雄 シャーベット氷製造方法
US9140478B2 (en) * 2012-05-21 2015-09-22 Whirlpool Corporation Synchronous temperature rate control for refrigeration with reduced energy consumption

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1206817A (zh) * 1997-04-01 1999-02-03 曼尼托沃食品服务集团公司 制冰机及其控制方法
US6857287B1 (en) * 1999-09-16 2005-02-22 Altech Controls Corporation Refrigeration cycle

Also Published As

Publication number Publication date
US20150192338A1 (en) 2015-07-09
JP6539280B2 (ja) 2019-07-03
US9845982B2 (en) 2017-12-19
EP3092450A4 (en) 2017-08-23
CN105899895A (zh) 2016-08-24
MX2016008889A (es) 2016-10-04
WO2015105867A1 (en) 2015-07-16
KR20160107174A (ko) 2016-09-13
EP3092450A1 (en) 2016-11-16
KR102315152B1 (ko) 2021-10-19
JP2017503995A (ja) 2017-02-02
MX371063B (es) 2020-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105899895B (zh) 制冰器及其控制方法
CN107667267A (zh) 使用收获传感器和温度传感器控制制冰机的收获周期的方法和设备
JP6633051B2 (ja) 有害な生物物質の増殖を防止するための、製氷機の水溜の排水
CN104995466B (zh) 用于感测制冰装置中的冰厚度的装置和方法
CN102405383B (zh) 制冰机控制系统及方法
US5878583A (en) Ice making machine and control method therefore
EP1589305A1 (en) Ice-Making Apparatus
US20080072610A1 (en) Apparatus and method for controlling operation of an icemaker
CN107314612A (zh) 冰箱的控制系统及控制方法
CN107850362A (zh) 具有指示何时需要维护的推送通知的制冰装置
JP2009523993A (ja) 冷却冷凍機器用製氷システム
CN206822508U (zh) 一种制冷烹饪器具
US20160370085A1 (en) Apparatus and method for making ice in refrigeration equipment
CN107166868A (zh) 冰箱的控制系统及控制方法
CN104792089B (zh) 冰箱
CN107314611A (zh) 冰箱的控制系统及控制方法
KR20170021533A (ko) 저온저장고용 제상시스템
CN109579386A (zh) 一种冷藏柜热气旁通化霜控制系统及其控制方法
KR100756993B1 (ko) 자동 제빙기의 급수 제어장치 및 급수 제어방법
KR100636553B1 (ko) 자동 제빙기의 급수 제어 장치 및 급수 제어 방법
CN107270620A (zh) 冰箱的控制系统及控制方法
KR101952656B1 (ko) 냉장고의 만빙 감지방법
CN107192197A (zh) 冰箱
WO2022017344A1 (zh) 制造透明冰的制冰系统以及方法
CN204115333U (zh) 一种冰箱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1224726

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant